高中物理必修2机械能综合练习卷(1)

机械能综合练习卷(1)选择题（共40分）一、本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的或不答的得0分．1．关于做功和物体动能变化的关系，不正确的是（）A．只要动力对物体做功，物体的动能就增加B．只要物体克服阻力做功，它的动能就减少C．外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差D．动力和阻力都对物体做功，物体的动能一定变化2．(02春季)下列四个选项的图3-A-1中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动，在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是（）3．(04上海)滑块以速率v1靠惯性沿固定斜面由底端向上运动，当它回到出发点时速率为v2，且v2v1，若滑块向上运动的位移中点为A，取斜面底端重力势能为零，则（）A．上升时机械能减小，下降时机械能增大B．上升时机械能减小，下降时机械能也减小C．上升过程中动能和势能相等的位置在A点上方D．上升过程中动能和势能相等的位置在A点下方4．下面关于重力势能的说法中，正确的是（）A．有A、B两个物体，A的高度是B高度的2倍，那么物体A的重力势能的数值一定是物体B的2倍B．从同一高度将某一物体以相同的速度竖直上抛或平抛，从抛出到落地的过程中，物体重力势能的变化是相同的C．有一物体从楼顶落到地面，如果受到空气阻力，物体重力势能的减小量小于自由下落时重力势能的减小量D．重力做功时，不仅与物体运动的高度差有关，还与物体运动的路径有关5．如图3-A-2所示，一木块放在光滑水平面上，一子弹水平射入木块中，射入深度为d，平均阻力为f．设木块离原点s远时开始匀速前进，下列判断正确的是（）A．功fs量度子弹损失的动能B．f（s＋d）量度子弹损失的动能C．fd量度子弹损失的动能D．fd量度子弹、木块系统总机械能的损失6．(00上海)行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现象中包含的相同的物理过程是（）（A）物体克服阻力做功（B）物体的动能转化为其它形式的能量（C）物体的势能转化为其它形式的能量（D）物体的机械能转化为其它形式的能量7．(01春季)将物体以一定的初速度竖直上抛．若不计空气阻力，从抛出到落回原地的整个过程中，下列四个图线中正确的是（）8．如图3-A-4所示，光滑的斜劈放在水平面上，斜面上用固定的竖直板挡住一个光滑球，当整个装置沿水平面以速度V匀速运动时，以下说法中正确的是（）A．小球的重力不做功B．斜面对球的弹力不做功C．挡板对球的弹力不做功D．以上三种说法都正确9．圆形光滑轨道位于竖直平面内，其半径为R，质量为m的金属小球环套在轨道上，并能自由滑动，如图3-A-5所示，以下说法正确的是（）A．要使小圆环能通过轨道的最高点，小环通过最低点时的速度必须大于gR5B．要使小圆环通过轨道的最高点，小环通过最低时的速度必须大于gR2C．如果小圆环在轨道最高点时的速度大于gR，则小环挤压轨道外侧D．如果小圆环通过轨道最高点时的速度大于gR，则小环挤压轨道内侧10．（06全国II）.如图3-A-6所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视作质点，质量相等。Q与轻质弹簧相连。设Q静止，P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞。在整个碰撞过程中，弹簧具有的最大弹性势能等于AP的初动能BP的初动能的1/2CP的初动能的1/3DP的初动能的1/4第二部分非选择题（共110分）二、本题共8小题，共110分.按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．11．（10分）用落体法验证机械能守恒定律的实验中，①运用公式212mvmgh对实验条件的要求是，为此，所选择的纸带第1、2点间的距离应接近。②若实验中所用重锤的质量m=1kg，打点纸带如图3-A-7-1所示，打点时间间隔为0.02s，则记录B点时，重锤的的速度vB=，重锤的动能Ek=，从开始下落起至B点重锤的重力势能的减小量是，由此可得出的结论是。③根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落的距离h，则以h为横轴画出的图像应是图3-A-7-2中的哪个（）12．（10分）用如图3-A-8所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。①下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器件；B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；C．用天平测量出重锤的质量；D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填在下面的空行内，并说明其原因。②利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。如图6所示。根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为0s，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，使用交流电的频率为f，则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为：13．（14分）如图3-A-9所示，质量为m的小球，用一轻绳系着在竖直平面内做变速圆周运动，小球过最低点时绳的拉力与小球过最高点时绳的拉力之差为多少？14．（14分）为了缩短航空母舰上飞机起飞前行驶的距离，通常用弹簧弹出飞机，使飞机获得一定的初速度，进入跑道加速起飞．某飞机采用该方法获得的初速度为v0，之后，在水平跑道上以恒定功率P沿直线加速，经过时间t，离开航空母舰且恰好达到最大速度vm．设飞机的质量为m，飞机在跑道上加速时所受阻力大小恒定．求：（1）飞机在跑道上加速时所受阻力f的大小；（2）航空母舰上飞机跑道的最小长度s．15．(05上海)（15分）如图3-A-10所示，某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点，接着沿水平路面滑至C点停止．人与雪橇的总质量为70kg．表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，请根据图表中的数据解决下列问题：（1）人与雪橇从A到B的过程中，损失的机械能为多少？（2）设人与雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小．（g=10m/s2）16．（16分）如图所示，物体B和物体C用劲度系数为k的轻弹簧连接并竖直地静置于水平地面上，此时弹簧的势能为E。这时一个物体A从物体B的正上方由静止释放，下落后与物体B碰撞，碰撞后A与B立刻一起向下运动，但A、B之间并不粘连。已知物体A、B、C的质量均为M，重力加速度为g，忽略空气阻力。求当物体A从距B多大的高度自由落下时，才能使物体C恰好离开水平地面？17．（16分）质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车的上表面是一光滑的曲面，末端是水平的，如下图3-A-12所示，小车被挡板P挡住，质量为m的物体从距地面高H处自由下落，然后沿光滑的曲面继续下滑，物体落地点与小车右端距离s0，若撤去挡板P，物体仍从原处自由落下，求物体落地时落地点与小车右端距离是多少？18．(16分)如图所示，质量M=4kg的木板B静止于光滑的水平面上，其左端带有挡板，上表面长L=1m，木板右端放置一个质量m=2kg的木块A(可视为质点)，A与B之间的动摩擦因素μ=0．2。现在对木板B施加一个水平向右的恒力F=14N，使B向右加速运动，经过一段时间后，木块A将与木板B左侧的挡板相碰撞，在碰撞前的瞬间撤去水平恒力F。已知该碰撞过程时间极短且无机械能损失，假设A、B间的最大静摩擦力跟滑动摩擦力相等，g取10m／s2。，试求：(1)撤去水平恒力F的瞬间A、B两物体的速度大小vA、VB分别多大；(2)碰撞后瞬间A、B的速度大小vˊA、vˊB分别多大；(3)最终A、B相对静止时木块A在木板上的位置。BCA参考答案1、ABD2、C3、BC4、B5、BD6、AD7、BC8、A9、BD10、B11、①在打第一个点时，重锤恰好由静止开始下落；2mm；②0.59m/s；0.17J；0.17J；减小的重力势能等于增加的动能，机械能守恒；③C12、○1BD错误，C是不必要。②4)(212fssa13．解：设小球过最低点时速度为v1，绳的拉力为T1，过最高点时速度为v2，绳的拉力为T2，绳长为L在最低点：T1－mg＝mv12/L在最低点：T2＋mg＝mv22/L由机械能守恒得：mv12/2＝mv22/2＋mg（2L）T1－T2＝6mg14．解析：（1）飞机达到最大速度时牵引力F与其所受阻力f大小相等，由P=Fv得mmPPfvfv（2）航空母舰上飞机跑道的最小长度为s，由动能定理得22022mmvmvPtfs220()22mmvmvPtsf将mPfv代入上式得220()22mmmvmvPtvsP或220()[]2mmmvvstvP15．（1）从A到B的过程中，人与雪橇损失的机械能为222121BAmvmvmghE①△E=（70×10×20+1/2×70×12.02－1/2×70×12.02）J=9100J②（2）人与雪橇在BC段做减速运动的加速度22/2/410120smsmtvvaBC③根据牛顿第二定律f=ma=70×（－2）N=－140N④16.解：解：设物体A从距B的高度H处自由落下，A与B碰撞前的速度为v1，由机械能守恒定律得v1=gH2。设A、B碰撞后共同速度为v2，则由动量守恒定律得：Mv1＝2Mv2，解得v2＝2gH。当C刚好离开地面时，由胡克定律得弹簧伸长量为x=Mg/k，由于对称性，所以弹簧的弹性势能仍为E。当弹簧恢复原长时A、B分离，设此时A、B的速度为v3，则对A、B一起运动的过程中，由机械能守恒得：EMvMgxMv22232212221＋；从A、B分离后到物体C刚好离开地面的过程中，物体B和弹簧组成的系统机械能守恒，即MgxEMv2321。联立以上方程解得：MgEkMgH28。17．解析：运动分析：当小车被挡住时，物体落在小车上沿曲面向下滑动，对小车有斜向下方的压力，由于P的作用小车处于静止状态，物体离开小车时速度为v1，最终平抛落地，当去掉挡板，由于物对车的作用，小车将向左加速运动，动能增大，物体相对车滑动的同时，随车一起向左移动，整个过程机械能守恒，物体滑离小车时的动能将比在前一种情况下小，最终平抛落地，小车同时向前运动，所求距离是物体平抛过程中的水平位移与小车位移的和．求出此种情况下，物体离开车时的速度v2，及此时车的速度2v以及相应运动的时间是关键，由于在物体与小车相互作用过程中水平方向动量守恒这是解决v2、2v间关系的具体方法．（1）挡住小车时，求物体滑落时的速度v1，物体从最高点下落至滑离小车时机械能守恒，设车尾部（右端）离地面高为h，则有211()2mgHhmv，①由平抛运动的规律s0=v1t②212hgt．③（2）设去掉挡板时物体离开小车时速度为v2，小车速度为2v，物体从最高点至离开小车之时系统机械能守恒222211()22mgHhmvMv④物体与小车相互作用过程中水平方向动量守恒220Mvmv．⑤此式不仅给出了v2与2v大小的关系，同时也说明了v2是向右的．物体离开车后对地平抛22svt⑥212hgt⑦车在t时间内向前的位移22svt⑧比较式⑦、③，得,tt解式①、④、⑤，得2122,MmvvvvMmM．此种情况下落地点距车右端的距离2222210()(1)mMmMMmsssvvtvtvtsMMMmM．点评：此题解题过程运用了机械能守恒、动量守恒及平抛运动的知识，另